可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置

摘要

本发明公开了一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置，其中，左侧主隧道与中部辅助隧道之间以及右侧主隧道与辅助隧道之间分别通过连接通道连通；射流风机分别对应地布置在左侧主隧道、右侧主隧道和中部辅助隧道的上游端内；轴流风机布置在最靠近封堵端处的且位于中部辅助隧道左右两侧处的连接通道中；控制阀分布在左侧主隧道、右侧主隧道、中部辅助隧道和连接通道中；操作窗口分布在左侧主隧道、右侧主隧道和中部辅助隧道上。本发明针对独头隧道群的特殊环境，当产生火灾时，能够减少损失，保障人员安全；可以研究不同结构的独头隧道群在火灾发生时不同的危险区域，对独头隧道的施工、使用及运营安全提供实验技术支持。

说明书

技术领域

本发明涉及地铁隧道安全技术领域，尤其是涉及一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置。

背景技术

随着地下空间技术快速发展，国内外地下空间工程建设面积和规模持续扩大，地下隧道施工频繁。隧道施工过程中有多种施工方法，盾构法，暗挖法，矿山法等，这几种方法的隧道施工过程中，都可能出现和形成独头隧道。在施工结束后，部分隧道由于其用处特殊，需其一端不贯通，保留其独头隧道的形式，因此独头隧道广泛存在于地下工程当中。究独头隧道火灾的烟气蔓延特性，对独头隧道火灾规律进行研究总结，可为隧道施工阶段的火灾安全管理水平和应急救援能力提升，保障施工人员的安全性提供支持，具有一定现实意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置，针对独头隧道群的特殊环境，当隧道施工人员或工作技术人员在隧道内工作且产生火灾时，能够在最短的时间抑制有毒有害烟气蔓延，减少损失，保障人员安全；同时可以研究不同结构的独头隧道群在火灾发生时不同的危险区域，对独头隧道的施工，使用及运营安全提供实验技术支持。

根据本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置，包括隧道整体，所述隧道整体包括左侧主隧道、中部辅助隧道、右侧主隧道、连接通道、射流风机、轴流风机、控制阀和操作窗口；其中，所述左侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述右侧主隧道依次左右间隔分布，所述左侧主隧道与所述中部辅助隧道之间以及所述右侧主隧道与所述辅助隧道之间分别通过所述连接通道连通；所述射流风机分布置在所述左侧主隧道、所述右侧主隧道和所述中部辅助隧道的上游端内，分别用于提供所述左侧主隧道、所述右侧主隧道和所述中部辅助隧道内的纵向风；所述轴流风机布置在最靠近封堵端处的且位于所述中部辅助隧道左右两侧处的所述连接通道中，用于提供对应的所述连接通道内的抽风量；所述控制阀有多个，多个所述控制阀分布在所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道中，用于控制所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道的连通和封闭状态；所述操作窗口有多个，多个所述操作窗口分布在所述左侧主隧道、所述右侧主隧道和所述中部辅助隧道上，用于布置实验火源或测试系统。

本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置，一方面，采用多段独头隧道群的结构形式。一般小尺寸隧道实验装置都是基于两端连通的常见隧道，对于一端封堵的独头隧道研究较少，而对于多个独头隧道密集分布相关实验装置更为罕见，该种特殊结构的隧道模式可通过本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置展开实验进行研究；另一方面，在所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道均设有多个所述控制阀，可根据实际研究情况调整所述控制阀开闭，控制所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道的连通和封闭，实现所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道各端的封闭或敞开调整，改变隧道整体的内部结构形态；再一方面、同时设置所述射流风机提供送风或抽风，及设置所述轴流风机提供隧道整体内通风，综合考虑两种排烟模式耦合作用影响，可同时调整送风量和抽风量的大小，满足多因素耦合作用下通风排烟效果的研究。

本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装，针对独头隧道群的特殊环境，当隧道施工人员或工作技术人员在隧道内工作且产生火灾时，通过合理使用所述射流风机、所述轴流风机，在最短的时间抑制有毒有害烟气蔓延，减少损失，保障人员安全；同时可以研究不同结构的独头隧道群在火灾发生时不同的危险区域，对独头隧道的施工，使用及运营安全提供实验技术支持。

在一些实施例中，所述隧道整体还包括连接构件，所述连接构件有多个，多个所述连接构件用于将所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道以及所述连接通道互相连接形成所述隧道整体。

在一些实施例中，所述左侧主隧道、所述右侧主隧道、所述中部辅助隧道和所述连接通道分别采用标准长度的圆形钢管可拆卸地拼接而成。

在一些实施例中，所述圆形钢管的两端分别设有连接法兰。

在一些实施例中，所述圆形钢管的标准长度为1米。

在一些实施例中，所述连接通道根据实验要求的间距和数量进行布置。

在一些实施例中，所述射流风机提供外部机械通风，用于改变所述隧道整体内通风模式和风量；所述轴流风机提供内部机械通风，用于改变所述隧道整体内部气流组织模式；所述射流风机和所述轴流风机可组合运行。

在一些实施例中，所述控制阀彼此互不干扰地各自控制开启和关闭，用于共同调整所述隧道整体的连通模式及形态。

在一些实施例中，所述左侧主隧道、所述右侧主隧道和所述中部辅助隧道上均设有观察窗口。

在一些实施例中，还包括升降装置，所述升降装置设置在所述隧道整体的两端处，用于任意调整所述隧道整体的高度和倾斜角度

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置的俯视图；

图2为图1的左视图；

图3本发明一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置中的左侧主隧道和右侧主隧道的圆形钢管的主视图；

图4为图3的左视图；

图5本发明可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置中的中部辅助隧道的圆形钢管的主视图；

图6为图5的左视图；

图7为本发明另一种可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置的主视图；

图8为图7的左视图。

附图标记：

可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置1000

左侧主隧道1；中部辅助隧道2；右侧主隧道3；连接通道4；射流风机5；轴流风机6；控制阀7；观测窗口8；连接构件9；圆形钢管10；连接法兰101；升降装置11。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图8来描述本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置1000。

如图1至图8所示，根据本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置1000，包括隧道整体，隧道整体包括左侧主隧道1、中部辅助隧道2、右侧主隧道3、连接通道4、射流风机5、轴流风机6、控制阀7和操作窗口(图中未示出)。其中，左侧主隧道1、中部辅助隧道2和右侧主隧道3依次左右间隔分布，左侧主隧道1与中部辅助隧道2之间以及右侧主隧道3与辅助隧道之间分别通过连接通道4连通；射流风机5布置在左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2的上游端内，分别用于提供左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2内的纵向风，一般情况下，射流风机5可以为三个或六个，三个射流风机5位于左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2的一端内，或者六个射流风机5位于左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2的两端内，可以根据实验需求进行选择；轴流风机6布置在最靠近封堵端处的且位于中部辅助隧道2左右两侧处的连接通道4中，一般情况下，轴流风机6可以选择两个，分别布置在最靠近封堵端处的且位于中部辅助隧道2左侧处的一个连接通道4和右侧处的一个连接通道4中、用于提供对应的连接通道4内的抽风量；控制阀7门有多个，多个控制阀7分布在左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4中，用于控制左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4的连通和封闭状态，实现左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4各端的封闭或敞开调整，改变隧道整体的内部结构形态；操作窗口有多个，多个操作窗口分布在左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2上，用于布置实验火源或测试系统。

本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置1000，一方面，采用多段独头隧道群的结构形式。一般小尺寸隧道实验装置都是基于两端连通的常见隧道，对于一端封堵的独头隧道研究较少，而对于多个独头隧道密集分布相关实验装置更为罕见，该种特殊结构的隧道模式可通过本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装置1000展开实验进行研究；另一方面，在左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4均设有多个控制阀7，可根据实际研究情况调整控制阀7开闭，控制左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4的连通和封闭，实现左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4各端的封闭或敞开调整，改变隧道整体的内部结构形态；再一方面、同时设置射流风机5提供送风或抽风，及设置轴流风机6提供隧道整体内通风，综合考虑两种排烟模式耦合作用影响，可同时调整送风量和抽风量的大小，满足多因素耦合作用下通风排烟效果的研究。

本发明实施例的可用于独头隧道群火灾通风控制研究的实验装，针对独头隧道群的特殊环境，当隧道施工人员或工作技术人员在隧道内工作且产生火灾时，通过合理使用射流风机5、轴流风机6，在最短的时间抑制有毒有害烟气蔓延，减少损失，保障人员安全。同时可以研究不同结构的独头隧道群在火灾发生时不同的危险区域，对独头隧道的施工，使用及运营安全提供实验技术支持。

在一些实施例中，隧道整体还包括连接构件9，连接构件9有多个，多个连接构件9用于将左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2以及连接通道4互相连接形成隧道整体。

在一些实施例中，左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4分别采用标准长度的圆形钢管10可拆卸地拼接而成。也就是说，左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4可根据实际研究情况通过各自的圆形钢管10直接拼接或利用连接构件9拼接，形成不同位置，不同个数的独头隧道群，改变独头隧道群的结构，弥补了现有实验装置只能封闭一端形成单个独头隧道的不足。

在一些实施例中，圆形钢管10的两端分别设有连接法兰101。通过在圆形光管的两端设置连接法兰101，方便圆形钢管10之间以及圆形钢管10与连接构件9之间的连接与拆卸。

在一些实施例中，圆形钢管10的标准长度为1米。例如，如图1所示，左侧主隧道1和右侧主隧道3的圆形钢管10的长度为1m且直径为0.5m，中部辅助隧道2和连接通道4的圆形钢管10的长度为1m且直径0.3m，连接构件9的长度也为1m，这样，左侧主隧道1、右侧主隧道3、中部辅助隧道2和连接通道4可根据实际研究情况通过各自的圆形钢管10直接拼接或利用连接构件9拼接，形成不同位置，不同个数的独头隧道群，改变独头隧道群的结构。

在一些实施例中，连接通道4根据实验要求的间距和数量进行布置，可随实验情况调整。

在一些实施例中，射流风机5提供外部机械通风，用于改变隧道整体内通风模式和风量；轴流风机6提供内部机械通风，用于改变隧道整体内部气流组织模式；射流风机5和轴流风机6可组合运行。

在一些实施例中，控制阀7门彼此互不干扰地各自控制开启和关闭，用于共同调整隧道整体的连通模式及形态。

在一些实施例中，左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2上均设有观察窗口8，便于直观观察左侧主隧道1、右侧主隧道3和中部辅助隧道2内的情况。

在一些实施例中，还包括升降装置11，升降装置11设置在隧道整体的两端处，用于任意调整隧道整体的高度和倾斜角度。可以理解的是，传统的隧道实验装置只能进行单一角度的研究，无法变换隧道整体的坡度，本发明实施例的升降装置11任意调整隧道整体的高度和倾斜角度，对于研究坡度隧道的通风排烟问题具有重要的意义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。